JP2001289670A - エンコーダの異常検出方法 - Google Patents

エンコーダの異常検出方法

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JP2001289670A
JP2001289670A JP2000102239A JP2000102239A JP2001289670A JP 2001289670 A JP2001289670 A JP 2001289670A JP 2000102239 A JP2000102239 A JP 2000102239A JP 2000102239 A JP2000102239 A JP 2000102239A JP 2001289670 A JP2001289670 A JP 2001289670A
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Teruya Sato
光弥 佐藤
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 エンコーダのデジタル信号のパルス列が異常
状態になっていることをソフト的な方法で検出する。 【解決手段】 エンコーダのパルス信号で決定された全
ての角度位置情報を4で割り、その余りが0、1、2、
3になるものに分類してその数を計数し、余りが0、
1、2、3になる位置情報の発生確率を算出し、この発
生確率が特定の確率以下になっていないかを識別する。
或る領域の発生確率が例えば15%以下となれば、エン
コーダに異常があると判断する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば従来のエン
コーダ処理に特別な回路等を追加することなく、ソフト
的な処理によりエンコーダの異常検出が可能なエンコー
ダの異常検出方式に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図3は従来のモータ制御回路を用いたエ
ンコーダの処理回路図を示し、ギア付DCモータ1には
ロータリホトエンコーダ2が直結されている。DCモー
タ1にはCPU3からの出力がドライバ4を介して接続
されており、CPU3には計数器7、メモリ8が接続さ
れている。また、エンコーダ2の出力はA/Dコンパレ
ータ5、6に接続され、これらのコンパレータ5、6の
出力は計数器7に接続されている。
【0003】また、エンコーダ2は図4に示すように、
円周上に細かいスリットが設けられている回転スリット
板10が回転軸11に取り付けられている。回転スリッ
ト板10に対向して、A相、B相用の細かいスリットが
構成された固定スリット板12が配置されている。回転
スリット板10、固定スリット板12のスリットを挟ん
で、A相、B相の光源である発光ダイオード13、14
とそれぞれA相、B相の受光素子であるフォトトランジ
スタ15、16が設けられている。
【0004】このエンコーダ2の出力は図5に示すよう
に、A相、B相から位相が回転方向により+又は−方向
に90°ずれた正弦波a、bが出力される。このアナロ
グ信号は前述のA/Dコンパレータ5、6を用いてデジ
タル信号c、dに変換され、計数器7の内部において4
つの領域に認識され、各領域の境界部において計数器7
のインクリメント又はデクリメントが行われる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし上述の従来のエ
ンコーダ2では、発光ダイオード13、14の光出力が
経時変化により劣化し、図6に示すようにA相又はB相
のデジタル信号c又はdの幅が細くなってしまうことが
ある。
【0006】このような状況になると、計数器7の位置
情報と実際の回転位置とに微小な差が発生することにな
り、更に発光ダイオード13、14の光出力が低下が進
むと、デジタル信号c、dの欠落が生じ、正しい計数動
作までもが不可能になる場合がある。
【0007】この問題を解決するために、従来のエンコ
ーダ処理回路では次のような方法が用いられていたが、
それぞれ欠点を持っている。
【0008】(a)エンコーダのアナログ信号のピーク
とボトムを検出する回路を設け、信号振幅に異常がない
かの判断を行う。場合によっては、検出したアナログ信
号のピークとボトムの中間にアナログ信号をデジタル信
号に変換するためのスレッシユホールドレベルを設定す
るように工夫した処理回路も知られている。しかし、こ
れらの方法では専用回路が必要となるため回路が大きく
なり、コストアップになるという不利がある。
【0009】(b)エンコーダパルス数の確認以外に特
定回転位置を検出するセンサを設け、特定回転位置を検
出する位置の間に存在するエンコーダパルス数を計測
し、これが所定パルス数あることを検出することによ
り、エンコーダパルス信号の欠落を検出する方法もあ
る。しかし、この方法では特定回転位置を検出するセン
サが必要であるため、構造が複雑になりコストアップに
なるという不利がある。
【0010】また、上述のセンサの代りに、駆動範囲の
限界を検出するリミットセンサを用いたものも知られて
いるが、確認動作のためにモータをリミットからリミッ
トまで駆動させる必要があり、時間がかかる。
【0011】本発明の目的は、エンコーダのデジタル信
号のパルス列が異常状態になっていることを、ソフト的
な方法で検出するエンコーダの異常検出方法を提供する
ことにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めの本発明に係るエンコーダの異常検出方法は、駆動対
象物体の位置又は角度を動かすための駆動部と、前記駆
動対象物体の位置又は角度の変化をパルス状の電気信号
に変換するエンコーダと、該エンコーダのパルス状の電
気信号を計数して位置情報とする計数器と、該計数器の
位置情報を読み出して前記駆動部に駆動指令を出力する
制御部とから成る駆動制御系において、前記駆動対象物
体の位置又は角度をほぼ一定速度で駆動させる場合に、
前記計数器の位置情報を高速に複数回読み出し、これら
の複数の位置情報を特定の整数で除算をし、余りの数が
同一となる位置情報の発生確率から、前記エンコーダの
正常、異常判定を行うことを特徴とする。
【0013】本発明に係るエンコーダの異常検出方法
は、駆動対象物体の位置又は角度を動かすための駆動部
と、前記駆動対象物体の位置又は角度の変化をパルス状
の電気信号に変換するエンコーダと、該エンコーダのパ
ルス状の電気信号を計数して位置情報とする計数器と、
該計数器の位置情報を読み出して前記駆動部に駆動指令
を出力する制御部とから成る駆動制御系において、前記
駆動対象物体の位置又は角度をほぼ一定速度で駆動させ
る場合に、前記計数器の位置情報を高速に複数回読み出
し、前記計数器の位置情報が変化したときまでに何回読
み出しを行ったかを計数することにより、前記エンコー
ダのデジタル信号の時間幅を求め、該時間幅と駆動速度
から算出される標準時間幅との比較を行うことにより前
記エンコーダの正常、異常の判定を行うことを特徴とす
る。
【0014】本発明に係るエンコーダの異常検出方法
は、駆動対象物体の位置又は角度を動かすための駆動部
と、前記駆動対象物体の位置又は角度の変化をパルス状
の電気信号に変換するエンコーダと、該エンコーダのパ
ルス状の電気信号を計数して位置情報とする計数器と、
該計数器の位置情報を読み出して前記駆動部に駆動指令
を出力する制御部とから成る駆動制御系において、前記
駆動対象物体の位置又は角度をほぼ一定速度で駆動させ
る場合に、前記計数器の位置情報を高速に複数回読み出
し、前記計数器の位置情報が変化したときまでに何回読
み出しを行ったかを計数することにより、前記エンコー
ダのデジタル信号の時間幅を求め、該時間幅と駆動速度
から算出される標準時間幅との比較を行うことにより前
記エンコーダの正常、異常の判定を行うことを特徴とす
る。
【0015】
【発明の実施の形態】本発明を図1、図2に図示の実施
例に基づいて詳細に説明する。本実施例の機械的構成は
図3と同様であり、モータ1を現在の回転角度から別の
目標回転角度に駆動する場合に、CPU3は目標回転角
度と現在の回転角度から駆動回転角度を算出し、この駆
動回転角度に応じて、駆動スタート時から一定時間毎に
ドライバ4に加速速度指令値を出力し、モータ1の駆動
を開始する。
【0016】この後に、CPU3により10m秒程度の
時間毎に計数器7の位置情報を読み出し、モータ1の回
転数がほぼ一定になったことを、単位時間毎の計数器7
の位置情報の変化から判断すると、約10μ秒毎の高速
計数読み出しを開始する。この位置情報読み出しはエン
コーダ2が1回転する時間以上行い、読み出した位置情
報はメモリ8内に記憶する。
【0017】また、CPU3は目標回転角度に近付いた
ことを上記動作と平行して判断しており、目標回転角度
に対して所定角度以内になった場合には、一定時間毎に
ドライバ4に予め決めておいた減速速度指令値を出力
し、実際の回転角が目標回転角度になるように制御を行
う。
【0018】この駆動が終了すると、CPU3はメモリ
8内に記憶した全ての角度位置情報の処理を開始する。
この処理はエンコーダ2のパルス信号で決定された全て
の角度位置情報を4で割り、その余りが0、1、2、3
になるものに分類してその数を計数し、余りが0、1、
2、3になる位置情報の発生確率を算出し、この発生確
率が特定の確率以下になっていないかを判断する。
【0019】エンコーダ2は図4に示すものと同様にA
相、B相を有しており、このA相、B相から4つの領域
が存在するようになっている。この4つの領域は、図1
に示すようにエンコーダ2が正常で一定回転速度で動作
している場合には、時間的にほぼ同じ発生頻度で現われ
る。つまり、この4つの領域の全ての発生確率は図2に
示すようにほぼ0.25になることが期待できる。
【0020】なお、本実施例においては、或る領域にお
いて上記の発生確立が15%以下になった場合に、エン
コーダ2のパルス列に問題が発生したものとして、CP
U3の上位の図示しない制御部に警告を通知するように
している。本実施例においては、ほぼ一定速度でエンコ
ーダ2を1回転させないような使い方もあるため、定期
的に一定速度でエンコーダ2を1回転させて、エンコー
ダ2に異常が発生していないかの確認も可能なようにし
ている。
【0021】また、本発明の変形例としては、次のよう
なものが考えられる。
【0022】(1)エンコーダパルス幅の計測 先の実施例において、ほぼ一定速度駆動時に10μ秒毎
の読み出しを連続続行し、計数器7の位置情報が変化し
たときまでに何回読み出しを行ったかを計数することに
より、エンコーダ2のデジタル信号の時間幅を求め、駆
動速度から算出される標準時間幅との比較を行い、これ
が所定トレランス以上の場合には異常と判断する。
【0023】この方法によれば、発光ダイオード13、
14の光量劣化だけでなく、回転スリット板10に部分
的なスリット異常が発生した場合に、エンコーダ信号に
電気的ノイズが乗畳してきて、誤計数が発生した場合で
も検出可能となる。
【0024】(2)先の実施例において、加速時、減速
時においても、10μ秒毎の読み出しを連続的に続行
し、計数器7の位置情報が変化したときまでに何回読み
出しを行ったかを数えることにより、エンコーダ2のデ
ジタル信号の時間幅を求め、この時間幅が連続的に変化
しているかの判断を行うことによって、全ての駆動時間
中に異常検出を行う。
【0025】この方法によれば、全ての駆動時に発光ダ
イオード13、14の光量劣化だけでなく、回転スリッ
ト板10の部分的なスリット異常が発生した場合に、エ
ンコーダ信号に電気的ノイズが重畳してきて、誤計数が
発生した場合でも検出可能となる。
【0026】(3)上記変形例(1)、(2)に述べた
方法で異常を検出した場合には、自動的に初期位置出し
動作を行い、この後に再度目標位置の駆動を行う。この
方法によれば、上述の電気的ノイズによる誤計数が発生
した場合でも、正しい目標位置にモータ1を駆動するこ
とが可能になる。
【0027】(4)エンコーダ2の出力が非常に高速な
場合に、計数器7内の位置情報が変化しない時間幅で複
数回の位置情報読み出しが不可能となる場合が起こり得
る。
【0028】この場合には、計数器7からの位置読み出
しを時間的にランダムに行うことにより、実施例で述べ
た発生確率によるエンコーダの異常検出が可能となる。
【0029】
【発明の効果】以上説明したように本発明に係るエンコ
ーダの異常検出方法は、従来のエンコーダの処理にハー
ド的な機能追加を必要とせず、制御部分のソフト対応の
みでエンコーダの信号異常を検出することを可能にする
ものであり、従来よりも格段に高い信頼性を、コストア
ップすることなく実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例のタイミングチャート図である。
【図2】エンコーダの各領域の発生確率の説明図であ
る。
【図3】エンコーダの駆動回路である。
【図4】エンコーダの構成図である。
【図5】正常なエンコーダの信号出力波形図である。
【図6】発光ダイオードの光量劣化があった場合のエン
コーダの信号出力波形図である。
【符号の説明】
1 ギヤヘッド付きDCモータ 2 ロータリホトエンコーダ 3 CPU 4 ドライバ 5、6 コンパレータ 11 回転スリット板 12 固定スリット板 13、14 発光ダイオード 15、16 フォトトランジスタ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 駆動対象物体の位置又は角度を動かすた
    めの駆動部と、前記駆動対象物体の位置又は角度の変化
    をパルス状の電気信号に変換するエンコーダと、該エン
    コーダのパルス状の電気信号を計数して位置情報とする
    計数器と、該計数器の位置情報を読み出して前記駆動部
    に駆動指令を出力する制御部とから成る駆動制御系にお
    いて、前記駆動対象物体の位置又は角度をほぼ一定速度
    で駆動させる場合に、前記計数器の位置情報を高速に複
    数回読み出し、これらの複数の位置情報を特定の整数で
    除算をし、余りの数が同一となる位置情報の発生確率か
    ら、前記エンコーダの正常、異常判定を行うことを特徴
    とするエンコーダの異常検出方法。
  2. 【請求項2】 前記計数器の位置情報を高速に読み出す
    タイミングをランダムにしたことを特徴とする請求項1
    に記載のエンコーダの異常検出方法。
  3. 【請求項3】 駆動対象物体の位置又は角度を動かすた
    めの駆動部と、前記駆動対象物体の位置又は角度の変化
    をパルス状の電気信号に変換するエンコーダと、該エン
    コーダのパルス状の電気信号を計数して位置情報とする
    計数器と、該計数器の位置情報を読み出して前記駆動部
    に駆動指令を出力する制御部とから成る駆動制御系にお
    いて、前記駆動対象物体の位置又は角度をほぼ一定速度
    で駆動させる場合に、前記計数器の位置情報を高速に複
    数回読み出し、前記計数器の位置情報が変化したときま
    でに何回読み出しを行ったかを計数することにより、前
    記エンコーダのデジタル信号の時間幅を求め、該時間幅
    と駆動速度から算出される標準時間幅との比較を行うこ
    とにより前記エンコーダの正常、異常の判定を行うこと
    を特徴とするエンコーダの異常検出方法。
  4. 【請求項4】 駆動対象物体の位置又は角度を動かすた
    めの駆動部と、前記駆動対象物体の位置又は角度の変化
    をパルス状の電気信号に変換するエンコーダと、該エン
    コーダのパルス状の電気信号を計数して位置情報とする
    計数器と、該計数器の位置情報を読み出して前記駆動部
    に駆動指令を出力する制御部とから成る駆動制御系にお
    いて、前記計数器の位置情報を高速に複数回読み出し、
    前記計数器の位置情報が変化したときまでに何回読み出
    しを行ったかを計数することにより、前記エンコーダの
    デジタル信号の時間幅を求め、該時間幅が連続的に変化
    しているかの判断を行うことにより、前記エンコーダの
    正常、異常の判定を行うことを特徴とするエンコーダの
    異常検出方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008533465A (ja) * 2005-03-11 2008-08-21 アトラス コプコ ロツク ドリルス アクチボラグ 位置決め用ギヤボックスセンサーアセンブリ
JP2010230544A (ja) * 2009-03-27 2010-10-14 Canon Inc 回転体検知装置及び画像形成装置
CN106707937A (zh) * 2017-01-11 2017-05-24 山信软件股份有限公司 一种在线监测旋转编码器异常状态的方法及装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008533465A (ja) * 2005-03-11 2008-08-21 アトラス コプコ ロツク ドリルス アクチボラグ 位置決め用ギヤボックスセンサーアセンブリ
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